Barge marittimo-fluviale: soluzioni a confronto

Transcript

1 Università degli Studi di Genova Facoltà di Ingegneria Dipartimento di Ingegneria Navale e Tecnologie marine Barge marittimo-fluviale: soluzioni a confronto AUTORI: Prof. Ing.Donatella Mascia Dott. Ing. Stefano Brizzolara Dott. Ing. Aldo Giachero Dott. Ing. Tommaso Colaianni

2 RETE IDROVIARIA PADANO- Rete in programma VENETA

3 CARENA Massima portata di merci Limitate dimensioni C B = 0.9

4 CARATTERISTICHE PRINCIPALI NAVE MARITTIMO FLUVIALE - 5 classe CEMT Caratteristiche principali: Lunghezza fra le perpendicolari Lunghezza fuori tutto Larghezza massima Dislocamento pieno carico Velocità di navigazione marittima Velocità di navigazione fluviale Altezza di costruzione Lpp = 108 [m] Loa = [m] Bmax = 11.5 [m] 2700 [t] [kn] 5-6 [kn] 4.95 [m] Coefficiente di finezza totale C B 0.9

5 PROPULSIONE PROPULSORE SISTEMA A SCHOTTEL GETTO SCHOTTEL PUMPJET NAVIGATOR Navigazione marittima costiera limitata Navigazione nei canali

6 DISPOSIZIONE DEI CONTAINERS

7 L ALLUMINIO COME POSSIBILE ALTERNATIVA ALL ACCIAIO Riduzione di peso a parità di carico trasportato Minore immersione Maggior carico pagante a parità di immersione

8 LEGA Al6082 Al6082 RP0.2 [MPa] Rm [MPa] Laminati Estrusi

9 PREDIMENSIONAMENTO DELLA SEZIONE MAESTRA RINa Regolamento Per La Costruzione Delle CARATTERISTICHE DELLA SEZIONE ACCIAIO ALLUMINIO Navi Destinate Alla Navigazione Interna MOMENTO D'INERZIA (mm 4 ) 1.18E E+12 ASSE NEUTRO DAL FONDO (mm) 1.61E E+03 ASSE NEUTRO DAL PONTE (mm) 2.78 E E+03 CARATTERISTICHE DELLA SEZIONE RINa navigazione interna Progetto MODULO DI RESISTENZA AL PONTE (mm 3 ) 4.24E E+08 MODULO DI RESISTENZA AL FONDO (mm 3 ) 7.30E E+09 MOMENTO D'INERZIA (mm 4 ) 2,02E+08 2,48E+12 MODULO DI RESISTENZA AL PONTE (mm 3 ) 7,13E+05 7,58+08

10 STIMA DEI PESI T (m) (t) Tirante d aria = 5.25 m PESI Tirante ACCIAIO d acqua = 2.8 m ALLUMINIO PESO STRUTTURE (t) PESO PONTE MOBILE (t) Nave a 195 pieno carico: 4.55m 106 NAVE VACANTE (t) DISLOCAMENTO A PARITA' DI CARICO (t) Immersione a pieno carico Vincoli geometrici: Altezza al di sopra del piano di galleggiamento: Nave scarica in zavorra: 3.35 m Immersioni di interesse: Nave a pieno carico: 2.4 m Nave scarica in zavorra : 1.6m

11 Von Mises τ xz PONTE MOBILE ESTRUSO Deformata PONTE MOBILE Carico uniformemente distribuito: 0.6 t/m 2 Pannello: 10.4 x m

12 PARATIA TRASVERSALE ESTRUSA Vincoli: Risultati incastri sul cielo del doppiofondo e sul fianco σ y Deformata σ y

13 MODELLAZIONE DELL INTERA STRUTTURA DELLA NAVE Modello del primo troncone Fianco Esterno Fianco Interno Copertino Estruso

14 MODELLAZIONE DELL INTERA STRUTTURA DELLA NAVE Strutture di poppa prora Bulbo Specchio Di Poppa Paratia Di Collisione

15 MODELLAZIONE DELL INTERA STRUTTURA DELLA NAVE Paratia estrusa Modello barge Numero nodi Numero elementi 60962

16 NAVE A PIENO CARICO Tensioni Equilibrio idrostatico: piano di galleggiamento Von Mises Water Plane T (m) 2,41 (t) 2700 Tensione Massima al Ponte: 12MPa

17 NAVE SCARICA IN ZAVORRA Equilibrio idrostatico: Tensioni piano di galleggiamento Von Mises Zona Maggiormente Sollecitata Immersione: 1.6m Tensione Massima al Ponte: 20MPa

18 CARICO D ONDA Equilibrio idrostatico: Tensioni onda ghiacciata Von Mises Altezza (m) Lunghezza (m) Angolo d incontro (degr.) Onda Sinusoidale Tensione Massima al Ponte: 46MPa

19 SINTESI DEI RISULTATI Le tensioni restano ampiamente sotto la soglia dell ammissibile in tutti i casi di carico esaminati. Le sollecitazioni flessionali massime ricavate nel calcolo sono molto più contenute rispetto ai valori di predimensionamento del registro. L aspetto da tenere sotto maggior controllo è quello delle deformazioni che sono risultate accettabili.

20 CONCLUSIONI L alluminio potrebbe essere considerato una valida alternativa all acciaio, una volta esaminati gli altri fattori che possono interagire nella scelta della soluzione ottimale: costi di costruzione, costi di gestione, etc Dal punto di vista strutturale è stato verificato un comportamento soddisfacente che potrebbe essere suscettibile di ulteriori affinamenti.